Моляльная концентрация. Моляльность раствора (моль/кг).

Тема «Способы выражения концентрации растворов»

Формулы, которые пригодятся:

ρ (плотность раствора) =

n (количество растворенного вещества) =

1. Массовая доля w ( % )

Массовая доля растворённого вещества w - это безразмерная величина, равная отношению массы растворённого вещества к общей массе раствора m :

w =

Массовую долю растворённого вещества w обычно выражают в долях единицы или в процентах.

Например, 0,06 или 6% раствор CaCl₂ в воде означает, что

6 граммов хлорида кальция содержится в 100 граммах раствора и, соответственно, в 94 граммах воды.

Пример 1: Сколько грамм сульфата натрия и воды нужно для приготовления 300г 5% раствора?

Дано:

m раствора (Na₂SO₄) = 300г

w раствора (Na₂SO₄) = 5%

Найти:

m(Na₂SO₄) - ? m(H₂O) - ?

Решение:

w = =

Отсюда,

m ( Na ₂ SO ₄ ) = w × m раствора ( Na ₂ SO ₄ ) = 0,05 × 300 = 15 г
m(H₂O) = m (раствора) – m раств.вещ-ва ( Na ₂ SO ₄ ) = 300 г - 15 г = 285 г.

Ответ: Для приготовления 300 г 5% раствора сульфата натрия надо взять 15г Na₂SO₄ и 285 г воды.

Молярная концентрация. Молярность (моль/л).

Молярная концентрация раствора ( или M, моль/л) показывает, какое количество растворенного вещества содержится в 1 литре раствора,

т.е. представляет собой отношение количества растворенного вещества к объему раствора:

где m(в-ва) – масса растворенного вещества, г;

М – молярная масса растворенного вещества, г/моль;

V(р-ра) – объем раствора, л.

Например, запись 0,1М раствор KCl означает, что 0,1 моль хлорида калия содержится в 1 л раствора хлорида калия.

Пример 2: Какую массу хромата калия K₂CrO₄ нужно взять для приготовления 1л 0,1 М раствора?

Решение :

= n ( K ₂ CrO ₄ ) / V (р-ра) = m ( K ₂ CrO ₄ ) / M ( K ₂ CrO ₄ ) × V (р-ра)

Отсюда, m ( K ₂ CrO ₄ ) = × M(K2CrO4) × V(р-ра) = 0,1 × 194 × 1 = 19,4 г

Нормальная концентрация. Молярная концентрация эквивалента вещества. Нормальность раствора (моль/л, гэкв/л).

( или N, н., моль/л, гэкв/л) показывает, какое количество эквивалентов растворенного вещества содержится в 1 л раствора (моль/л), и равна, таким образом, отношению количества эквивалентов вещества nэкв(в-ва) к объему раствора V(р-ра):

где m(в-ва) – масса растворенного вещества, г;

(в-ва) – молярная масса эквивалента растворенного вещества, г/моль.

Например, (СuCl2) = 0,01н. означает, что в 1 л раствора хлорида меди (II) содержится 0,01 эквивалентных масс этой соли.

Грамм-эквивалентом вещества называется количество граммов вещества, численно равное его эквиваленту. Для сложных веществ - это количество вещества, соответствующее прямо или косвенно при химических превращениях 1 грамму водорода или 8 граммам кислорода.

Эоснования = М основания /число замещаемых в реакции гидроксильных групп

Экислоты = М кислоты / число замещаемых в реакции атомов водорода

Эсоли = Мсоли / число атомов металла×валентность металла

Эоксида = М оксида /число атомов элемента×валентность элемента

Э H₂SO₄ = М H₂SO₄ / 2 = 98 / 2 = 49 г
Э Ca(OH)₂ = М Ca(OH)₂ / 2 = 74 / 2 = 37 г
Э Al₂(SO₄)₃ = М Al₂(SO₄)₃ / (2· 3) = 342 / 6 = 57 г

Пример 3: Рассчитайте молярность и нормальность 70%-ного раствора H₂SO₄ ( r = 1,615 г/мл).

Решение:

Для вычисления молярности и нормальности надо знать число граммов H₂SO₄в 1 л раствора. 70%-ный раствор H₂SO₄означает, что 70 г H₂SO₄ содержится в 100 г раствора.

Соответственно, объем 100 г раствора равен:

V (р-ра H₂SO₄) = 100 / 1,615 = 61,92 мл

Следовательно,

в 1 л раствора содержится 70·1000 / 61,92 = 1130,49 г H₂SO₄

Отсюда молярность данного раствора равна:

С_М= 1130,49 / М (H2SO4) =1130,49 / 98 =11,53 M

Нормальность этого раствора (считая, что кислота используется в реакции в качестве двухосновной) равна 1130,49 / 49 =23,06 H

Моляльная концентрация. Моляльность раствора (моль/кг).

(Cm или m, моль/кг) показывает число молей растворенного вещества в 1 кг (или 1000 г) растворителя:

где Сm – моляльная концентрация, моль/кг р-ля;

m(в-ва) – масса растворенного вещества, г;

М – молярная масса растворенного вещества, г/моль;

m(р-ля) – масса растворителя, г.

Например, запись Сm(HCl) = 2,0 моль/кг (водный раствор) обозначает, что 2 моль хлороводорода содержится в 1 кг (1000 г) растворителя, в данном случае, воды.

Пример 4: Вычислите моляльную концентрацию 12% раствора сульфата железа ( II ), если плотность раствора равна 1,122 г/мл.

Решение:

12% раствор FeSO4 означает, что 12 г FeSO4 содержится в 100 г раствора и (100-12=88) г растворителя.

n(FeSO4) = m(FeSO4) / M(FeSO4) = 12/152 = 0.079 моль, соответственно,

0.079 моль FeSO4 содержится в 88 г растворителя

Х моль FeSO4 содержится в 1000 г растворителя

=> Сm = 1000×0,079/88 = 0,897 моль/кг

Задачи для решения

391. Найти массовую долю глюкозы в растворе, содержащем 280 г воды и 40 г глюкозы.

392. Сколько граммов Na₂SO₃ потребуется для приготовления 5л 8%-ного (по массе) раствора (ρ=1,075 г/мл)?

393. 1 мл 25%-ного (по массе) раствора содержит 0,458 г растворенного вещества. Какова плотность этого раствора?

394. Из 400 г 50%-ного (по массе) раствора H₂SO₄ выпариванием удалили 100 г воды. Чему равна массовая доля H₂SO₄ в оставшемся растворе?

396. Сколько граммов 30%-ного (по массе) раствора NaCl нужно добавить к 300 г воды, чтобы получить 10%-ный раствор соли?

397. В какой массе воды надо растворить 67,2 л HCl (объем измерен при нормальных условиях), чтобы получить 9%-ный (по массе) раствор HCl?

398. Какую массу 20%-ного (по массе) раствора KOH надо добавить к 1 кг 50%-ного (по массе) раствора, чтобы получить 25%-ный раствор?

399. Определить массовую долю вещества в растворе, полученном смешением 300 г 25%-ного и 400 г 40%-ного (по массе) растворов этого вещества.

400. Из 400 г 20%-ного (по массе) раствора при охлаждении выделилось 50 г растворенного вещества. Чему равна массовая доля этого вещества в оставшемся растворе?

401. Какой объем воды надо прибавить к 100 мл 20%-ного (по массе) раствора H₂SO₄ (ρ=1,14 г/мл), чтобы получить 5%-ный раствор?

402. К 500 мл 32%-ной (по массе) HNO₃ (ρ=1,20 г/мл) прибавили 1 л воды. Чему равна массовая доля HNO₃ в полученном растворе?

403. До какого объема надо разбавить 500 мл 20%-ного (по массе) раствора NaCl (ρ=1,152 г/мл), чтобы получить 4,5%-ный раствор (ρ=1,029 г/мл)?

404. Найти массовую долю азотной кислоты в растворе, в 1 л которого содержится 224 г HNO₃ (ρ=1,12 г/мл).

405. Плотность 26%-ного (по массе) раствора KOH равна 1,24 г/мл. Сколько молей KOH находится в 5 л раствора?

406. Для приготовления 5%-ного (по массе) раствора MgSO₄ взято 400 г MgSO₄∙7H₂O. Найти массу полученного раствора.

407. Сколько молей MgSO₄∙7H₂O надо прибавить к 100 молям воды, чтобы получить 10%-ный (по массе) раствор MgSO₄?

411. Сколько граммов 2%-ного (по массе) раствора AgNO₃ дадут при взаимодействии с избытком NaCl 14,35 г осадка AgCl?

412. Сколько литров NH₃ (объем измерен при нормальных условиях) следует растворить в 200 г 10%-ного (по массе) раствора NH₄OH, чтобы получить 15%-ный раствор NH₄OH?

413. Сколько граммов SO₃ надо растворить в 400 г H₂O, чтобы получить 15%-ный (по массе) раствор H₂SO₄?

414. Найти массу NaNO₃, необходимую для приготовления 300 мл 0,2 М раствора.

415. Сколько граммов Na₂CO₃ содержится в 500 мл 0,25 н. раствора?

416. В каком объеме 0,1 н. раствора содержится 8 г CuSO4?

417. Для нейтрализации 30 мл 0,1 н. раствора щелочи потребовалось 12 мл раствора кислоты. Определить нормальность кислоты.

418. Найти молярность 36,2%-ного (по массе) раствора HCl, плотность которого 1,18 г/мл.

419. В каком объеме 1 М раствора и в каком объеме 1 н. раствора содержится 114 г Al₂(SO₄)₃?

420. Растворимость хлорида кадмия при 20ºC равна 114,1 г в 100 г воды. Вычислить массовую долю и моляльность CdCl₂ в насыщенном растворе.

421. Сколько миллилитров 96%-ного (по массе) раствора H₂SO₄ (ρ=1,84 г/мл) нужно взять для приготовления 1 л 0,25 н. раствора? Решение

422. Сколько миллилитров 0,5 М раствора H₂SO₄ можно приготовить из 15 мл 2,5 М раствора?

423. Какой объем 0,1 М раствора H₃PO₄ можно приготовить из 75 мл 0,75 н. раствора?

424. Какой объем 6,0 М раствора HCl нужно взять для приготовления 25 мл 2,5 М раствора HCl?

425. Плотность 40%-ного (по массе) раствора HNO₃ равна 1,25 г/мл. Рассчитать молярность и моляльность этого раствора.

426. Вычислить массовую долю гидроксида натрия в 9,28 н. растворе NaOH (ρ=1,310 г/мл).

428. В 1 кг воды растворено 666 г KOH; плотность раствора равна 1,395 г/мл. Найти: а) массовую долю KOH; б) молярность; в) моляльность.

429. Плотность 15%-ного (по массе) раствора H₂SO₄ равна 1,105 г/мл. Вычислить: а) нормальность; б) молярность; в) моляльность раствора.

430. Плотность 9%-ного (по массе) раствора сахарозы C₁₂H₂₂O₁₁ равна 1,035 г/мл. Вычислить: а) концентрацию сахарозы в г/л; б) молярность; в) моляльность раствора.

431. Найти массу воды, необходимую для приготовления раствора хлорида натрия, содержащего 1,50 моля NaCl на 1000 г H₂O, если имеется 10 г NaCl?

432. Какой объем 2 н. раствора H₂SO₄ потребуется для приготовления 500 мл 0,5 н. раствора?

433. Какой объем 0,05 н. раствора можно получить из 100 мл 1 н. раствора?

434. Какой объем 2 М раствора Na₂CO₃ надо взять для приготовления 1 л 0,25 н. раствора?

435. Сколько миллилитров концентрированной соляной кислоты (ρ=1,19 г/мл), содержащей 38% (масс.) HCl, нужно взять для приготовления 1 л 2 н. раствора?

436. К 100 мл 96%-ной (по массе) H₂SO₄ (плотность 1,84 г/мл) прибавили 400 мл воды. Получился раствор плотностью 1,220 г/мл. Вычислить его эквивалентную концентрацию и массовую долю H₂SO₄.

1. Определить молярную концентрацию раствора серной кислоты, полученного при смешивании 25 мл 10-молярного раствора серной кислоты и 225 мл воды.

Ответ: 1 моль;

Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 8282; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!